可变反射鞋制品技术
阅读说明：本技术 可变反射鞋制品技术 (Variable reflective footwear technology ) 是由 史蒂夫·霍瓦特 罗伊·加德纳 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明的公开提供一种包括多层鞋底系统的鞋制品技术系统。多层鞋底插入物可以包括下侧的外底层、中底层和上侧的内底层,其中中底层包括从中底层的底表面延伸的多个销钉,其中销钉与外底层中的销孔接合。系统可以包括与脚部的最佳自然运动协调一致运动的动态帮面脚部保持系统。动态帮面脚部保持系统可以包括将鞋带区域连接至鞋底系统的顶部部件,以及将上脚跟区域连接至鞋底系统的后部部件,其中当鞋带被拉紧时,力指向脚跟,从而将脚部固定至鞋而不会向下压迫脚弓或限制脚弓的抬高。(The present disclosure provides an article of footwear technology system that includes a multi-layer sole system. The multi-layer sole insert may include an outer bottom layer of a lower side, a middle bottom layer, and an inner bottom layer of an upper side, wherein the middle bottom layer includes a plurality of pins extending from a bottom surface of the middle bottom layer, wherein the pins engage with pin holes in the outer bottom layer. The system may include a dynamic upper foot retention system that moves in coordination with the optimal natural motion of the foot. The dynamic upper foot retention system may include a top component connecting the lace region to the sole system and a rear component connecting the upper heel region to the sole system, wherein when the lace is tightened, force is directed toward the heel, thereby securing the foot to the shoe without forcing the arch downward or limiting the elevation of the arch.)
技术领域
本发明的主题总体上涉及促进脚部、腿部、臀部和背部的最佳神经肌肉骨骼功能的鞋制品技术。
背景技术
鞋制品的大规模生产开始于1980年代的中后期。从那时起，穿鞋人群中体验到与脚部有关问题的比例不断增加。自从开始鞋制品的大规模生产，那些熟悉鞋制品设计和制造领域的人员就依赖于错误的假设：即，绝大多数人的脚天生地不稳定或者他们的下肢因遗传倾向性(genetic predisposition)而协调性不佳，并且这种不稳定和协调性不佳是通常观察到的绝大多数与脚部有关的问题和疼痛的原因。结果，鞋制品设计者和制造商尝试过开发要设计成减轻这些问题的症状的产品或鞋制品设计。为此，几乎所有的历史和现代鞋制品设计者都着眼于开发人为地控制、支撑和/或缓冲脚部以“校正”协调性并提高舒适度的技术和产品。由于历史科学的限制，传统鞋制品设计者和制造商未能理解的是，他们所观察到的问题实际上是由传统鞋制品、特别是人为地支撑、缓冲和限制脚部运动的鞋制品引起的。
科学进步表明，对身体的长期支撑和缓冲是过时的概念，并且不再被医疗专业人员推荐，因为它们导致身体变得更弱且能力更差。然而，令人惊讶的是，现代鞋制品、鞋垫和矫正产品仍然受到100多年前首次引入的支撑和缓冲设计理论的影响。虽然结合有这种支撑和缓冲的鞋制品和鞋类产品可以提供一些暂时的益处，但是从长期来看，产品实际上导致身体变弱，变得更容易受伤，并且越来越依赖于支撑和缓冲。
最近的科学进步表明，身体的神经肌肉骨骼功能能力不断地适应身体的日常使用方式并由其决定。关于步态相关活动，身体骨骼系统、软组织系统和神经系统根据生理学定律响应于日常使用而协同地适应。当系统面临对其工作的挑战时，神经肌肉骨骼系统的功能强健性朝向“最佳健康”适应。在进行定期锻炼并且其身体健康体验到总体益处的人中观察到这种适应性动态的实例。这种健康的适应性概念是几乎所有现代康复与运动训练计划的基础。相反，当神经肌肉骨骼系统没有面临其工作挑战和/或缺乏使用时，神经肌肉骨骼系统的功能强健性朝向“差的健康”适应。在这种情况下，随着时间的推移，系统的功能适应不良(maladaptation)可能变成条件性常态。在未能进行定期锻炼并且其身体健康上体验到总体下降以及疾病和损伤倾向性的人中观察到这种适应不良动态的实例。
人在穿着鞋的每一刻都在积极或消极地训练下肢和背部的神经肌肉骨骼功能。因此，为了领会本文描述的发明的新颖性，必须理解对于“健康”的最佳神经肌肉骨骼步态机制来说关键的生理过程。
最佳“健康”神经肌肉骨骼步态相关机制通常且几乎只在习惯赤脚地在自然地形上行走和跑步的人群中观察到。这是因为，当在自然地形上赤脚行走或跑步时，脚底中的神经末梢为大脑提供触发遍及脚部、腿部、臀部和背部的“健康的”保护性反射肌肉激活所需的关键性感官信息。
脚底包含潜在地被有害刺激激活的被称为伤害感受器(nociceptor)的大量特殊感官感受器。伤害感受(nociception)是指中枢神经系统(大脑)接收和响应来自伤害感受器的信号的过程。伤害感受对于保护身体组织免受伤害的生理过程是关键的。在自然地形上的最佳神经肌肉骨骼赤脚步态期间，脚底中的伤害感受器神经末梢拾取地形(纹理和取向)上的细微变化作为未减弱的伤害感受刺激，并将该信息传递到大脑。大脑协同地使用这种伤害感受刺激，与从遍及脚部、踝部、腿部、臀部和背部接收到的本体感受性(空间取向)刺激以及从其他感官(诸如视觉和平衡能力)接收到的刺激相呼应，以启动遍及下肢和背部的保护性反射肌肉激活，使得它们能够安全且高效地管理在每天和运动步态相关活动期间产生的三维力。在赤脚步态期间，每步会有不同的伤害感受感官体验，告知大脑在地面接触期间遇到的与活动相关的力的相对强度，并且每一步期间遇到的地形从一步到下一步都是变化的。结果，大脑保持对潜在地形变化的“警觉”，并且必须预测这些变化以及必须预测将在每次进行下一步的“未知”地面接触期间体验到的力。为了在地面接触时和接触期间保护下肢和背部免受伤害，在每只脚接触地面之前，大脑启动下肢和背部保护性反射肌肉激活。这些保护性反射肌肉激活确保下肢和背部能够安全且高效地管理在地面接触期间产生的活动以及与地形相关的力和应力。当赤脚时，脚不受束缚，因此对需要脚弓与脚趾协同抬高和落下的这种保护性反射激活的最佳肌肉骨骼运动没有限制。
另外，在自然赤脚步态中，脚底的软组织包围着脚的致密骨结构。当脚着地时，软组织与地面贴合，从而产生足以在宽范围的表面上维持附着摩擦力的接触印迹(contactpatch)。在自然赤脚步态期间对脚底的刺激也使得脚底的软组织进行适应以变得更加强健。这种适应性的、强健的软组织垫保护脚底不受地形的伤害，并且保护脚部的更加敏感的内部组织不受有害应力的伤害。
因此，在赤脚人群中观察到最佳健康神经肌肉骨骼步态相关机制，因为他们的脚底接收未减弱的感官刺激(“完全刺激(Right Stimulus)”)，并且他们的脚不受阻碍，这允许不受抑制的运动(“完全运动(Right Movement)”)。
通常在习惯性地穿着传统鞋制品和/或使用支撑或缓冲脚部的产品的个体中观察到适应不良的神经肌肉骨骼机制。当穿着鞋、受到缓冲和/或支撑时，脚底中的伤害感受器不能充分地被激活，因为它们不能拾取地形(纹理和取向)上的细微变化，因此来自地面的触觉伤害感受刺激被减弱。结果，大脑无法接收用于启动遍及下肢的保护性肌肉激活所需的感官信息，该保护性肌肉激活是安全管理由三维活动的需求产生的动态力所需的。此外，大多数传统鞋制品还因限制脚弓和脚趾的自然协同抬高和落下而束缚了最佳健康动态肌肉骨骼运动。另外，当受到缓冲时，脚底的软组织不会面临挑战以产生强健的保护性组织垫。缓冲不仅导致停止形成强健的软组织，而且导致现有的软组织萎缩。结果，脚底变得越来越敏感，并且当赤脚时，不能有效地保护脚底不受地形的伤害，并且不能有效地保护脚部的更加敏感的内部组织不受有害应力的伤害。
当穿着鞋、受到缓冲、支撑和限制的脚接收到“差的刺激”和/或“完全运动”受到抑制时，身体的神经肌肉骨骼功能将适应不良。随着时间的推移，这种适应不良的“非健康”神经肌肉骨骼功能将变成常态，并且使得下肢和背部倾向于受伤，并且这是大多数脚部相关病理和疼痛的主要原因。
传统鞋类产品已经在市场上得到推广，声称他们的产品通过结合有更薄或更柔性的缓冲中底/外底/帮面和/或通过向脚底提供“静态”刺激来模仿类似“赤脚”的步态动态。注意：在步态期间接触脚底的任何东西都会产生刺激，根据刺激的质量不同，该刺激会对控制着身体骨骼系统的协调性的肌肉活动产生积极或消极的影响。不幸的是，这些所谓的“类似赤脚”的产品的设计者未能理解和/或整合最佳神经肌肉步态机制的完全刺激和完全运动原理。最显著地，这些产品抑制了最佳神经肌肉步态，因为它们仍然一步接一步地产生重复的不变的衰减刺激，而根据生理学定律，大脑将最终对这种重复的不变的衰减刺激无反应并停止响应，并且这些产品限制了脚趾和脚弓的地面接触前的“完全运动”抬高。
鞋制品制造商通常制造如下的“类似赤脚”的鞋，其具有由致密橡胶或橡胶状材料制成的薄的非缓冲中底/外底。虽然这些产品有助于更大范围的可变刺激，但是致密材料无法像赤脚的皮肤和软组织一样与地形贴合，从而导致与地面的较硬的接触印迹。较硬的接触印迹导致鞋在滑的表面上失去附着摩擦力。另外，较致密的材料具有很少的绝缘特性或不具有绝缘特性，并且容易将热和冷传递到脚部。此外，虽然这些类型的鞋的中底/外底提供了更加多变的刺激，但是它们的大部分帮面设计仍然限制了如上所述的“完全运动”，并且因此抑制了最佳神经肌肉步态机制。
因此，需要一种能够产生“完全刺激”并有助于“完全运动”的鞋制品技术。
发明内容
本发明的公开提供一种包括可变反射技术的鞋制品技术系统。本文提供了系统和方法的各种实例。
本发明的公开提供一种包括多层鞋底系统的鞋制品技术系统。多层鞋底插入物可以包括下侧的外底层、中底层和上侧的内底层。中底和/或外底可以与地形相贴合以模仿对脚底的类似赤脚的刺激。可变反射技术荚状物可以位于上侧内底层的脚弓部分中，以便对脚底的脚弓区域提供细微的、多变的刺激。
中底层可以包括由比外底层更致密的材料制成的薄的柔韧的片状主体，其中中底层包括从中底层的底表面延伸的多个销钉，其中销钉与外底层中的销孔接合。
系统可以包括动态帮面脚部保持系统，动态帮面脚部保持系统与脚部的最佳自然运动协调地运动。在实例中，动态帮面脚部保持系统包括顶部部件和后部部件。
脚弓部件将鞋带区域连接至鞋底系统，其中脚弓部件可以在如下两个点处固定至鞋底系统：脚跟后部的下侧面和鞋底的脚弓区域。这样，脚弓部件形成浮动的鞋带区域，其中当鞋带被拉紧时，力指向脚跟，从而将脚部固定到鞋上，而不会向下压迫脚弓或限制脚弓的抬高。
脚部保持系统的脚跟部件可以将脚部的上脚跟(跟腱止点(achilles tendoninsertion))区域连接至鞋底系统，其中后部部件可以由柔性但非弹性的材料(例如，合成纤维、成型塑料、冲切塑料或其组合等)构成。脚跟部分在两个点处固定至鞋底系统：脚弓区域中间的下侧，以及脚跟后部处的鞋帮面。结果，脚跟部分对通过拉紧鞋带而产生的作用在脚上的力提供了浮动阻力。
脚部保持系统的脚弓部件和脚跟部件在将鞋动态地固定至使用者的脚部的同时彼此独立地移动。
本发明系统的优点在于，多个部件与脚部的自然动态运动协调地相互作用。换句话说，系统提供了由鞋底系统刺激的脚弓和脚趾的最佳协同抬高和落下。
本发明系统的另一个优点是提供一种脚部保持系统，其允许拉紧鞋带而不会压缩使用者的脚弓。
本发明系统的另一优点是通过提供对脚底的细微多变的伤害感受刺激、用于增强附着摩擦力的最佳地面接触印迹以及不受束缚的自然脚部运动(即，最佳的保护性反射反应)，来模仿赤脚步态的最佳神经肌肉骨骼动机制。
本发明系统的另一优点是提供一种可接受细微多变的刺激的技术。然而，对引起保护性反射反应的伤害感受和本体感受刺激的提及不限于强烈刺激，而是脑和神经网络更警觉、更注意并且对细微多变的刺激更敏感。
实例的附加目的、优点和新特征将部分地在以下描述中陈述，且部分地在所属领域的技术人员阅读以下描述和附图后将变得显而易见，或可通过实例的生产或操作来了解。通过在所附权利要求中特别指出的方法、手段和组合，可以实现和获得这些概念的目的和优点。
附图说明
附图仅以实例的方式而不是以限制的方式描绘了根据本发明概念的一个或多个实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1A至图1C包括本文公开的鞋制品技术系统的实例的分解图和透视图的示意图。
图2A至图2D是中底的销钉组态的实例的侧视图。
图3是本文公开的多层鞋底系统的实例的透视图。
图4是多层鞋底系统的实例的分解图。
图5是中底层和外底层的实例的分解图的侧视图。
图6A至图6C是相结合地使用以形成外底层的成型销钉组件和成型蜂窝组件的透视图。
图7分别是与成型蜂窝组件接合的成型销钉组件的侧视图和截面图。
图8是与多层鞋底系统结合的帮面动态脚部固定系统的侧视图。
图9是本文公开的销钉的透视图。
具体实施方式
如图1A至图1C所示，本发明的鞋制品技术系统10包括多层鞋底系统12和动态帮面脚部保持系统14，其中系统10可以与鞋主体8结合使用，如图5所示。
多层鞋底系统12可以包括下侧的外底层16、中底层18和上侧的内底层20。该鞋底系统可以与地形贴合以模仿对脚底的类似赤脚的刺激。如图4所示，可变反射技术荚状物22可以位于上侧内底层20的脚弓部分23中，以便对脚底的脚弓区域提供细微的多变刺激。
如图2A至图2D所示，中底层18可以包括由比外底层16更致密的材料制成的薄的柔韧的片状主体28，其中中底层18包括从中底层18的片状主体28的底表面延伸的多个销钉30，其中销钉30与外底层16中的销孔32接合。
销钉30和对应的销孔32可以是任何合适的形状，包括但不限于圆柱形、立方形、矩形等。多个销钉可以具有相同的高度、相同的直径、不同的高度和/或不同的直径。如图2A至图2D所示，中底层18的销钉30和上表面可以与外底层16一起具有各种各样的组态。在实例中，销钉30可以延伸超过中底层18的片状主体28的上表面。在实例中，销钉30可以不延伸超过中底层18的片状主体28的上表面，而是与中底层18的上表面齐平。在实例中，销钉30可以延伸超过外底层16的底表面。在实例中，销钉30可以不延伸超过外底的底表面，而是延伸穿过外底层16使得销钉与外底层16的底表面齐平。
在一个实例中，销钉30可以相对于外底层16的底表面凹入。在实例中，销钉30可以延伸穿过外底层16并且可以根据具体应用的可能需要而具有各种各样的不同长度，其中一些销钉30相对于外底层16的底表面凹入，一些销钉30与外底层16的底表面齐平，并且一些销钉30延伸16超过外底层16的底表面。
作为替代方案，如图6A所示，中底层18可以包括成型销钉组件38，该成型销钉组件38包括由比外底层16更致密的材料制成的多个销钉30，其中成型销钉组件38包括从中底层18的片状主体28的底表面延伸的多个销钉30，其中销钉30与外底层16中的销孔32接合。
作为替代方案，或另外地，系统可以包括移动销钉组态，使得该设计结合有围绕销钉基部的结构，从而允许销钉总体更加独立于中底层和/或外底层的主体而移动。结果，系统允许更加多变的刺激。
如图3至图4所示，多层鞋底系统12的柔性的外底层16可以包括延伸穿过外底层16的一部分的竖直穿孔32。外底层16可以包括围绕基体36周边的凸起边缘34，该凸起边缘34限定了容纳中底层18的腔。作为替代方案，或另外地，柔性的外底层16可以包括成型的上表面腔，该上表面腔被限定为容纳成型销钉组件38，使得成型销钉组件38与外底层16的上表面的上表面齐平配合。如图5所示，外底层16的基部可以包括反复出现的几何三维踏面结构40(例如，蜂窝组态)。虽然蜂窝组态被用作主要实例，但是应当理解，外底层16可以包括任何反复出现的三维踏面形状，包括但不限于半球形形状(例如，圆形或椭圆形)、矩形形状、圆柱形、梯形、三角形形状、五角柱形等，以及它们的组合。换言之，基体36的外表面可以包括任何相邻形状的踏面结构40组态。
踏面结构40的特征是它们的材料柔软度、尺寸、取向定位和间隔的组合，以允许中底层18和外底层16的组合在所有方向上、尤其是在前脚区域中的均匀弯曲。如果中底层18和外底层16材料的组合太硬(即，给定任何脚尺寸，中底层18和外底层16的组合变硬且容易抵抗均匀的弯曲)而且踏面结构40太大(即，中底层18和外底层16的组合不能均匀地弯曲)，或者不能最佳地取向，或者它们的间隔太大(即，中底层18和外底层16的组合不能均匀地弯曲)，则可能会产生刚性的不均匀的弯曲线，这些刚性的不均匀的弯曲线不能与使用者的跖球部(跖骨头)最佳地对齐，结果，可能导致跖球部不舒适或挫伤。
如图6A至图6C所示，系统可以包括如下外底：该外底包括具有多个销钉30的成型销钉组件38和具有多个踏面结构40的成型蜂窝组件39，其中成型销钉组件38可以与成型蜂窝组件39配合，使得踏面结构40滑动穿过销钉组件38中的开口，从而形成销钉被置于蜂窝结构40之间的外底层16。例如，成型销钉组件38可以包括销钉基部表面35，该销钉基部表面35包括多个蜂窝开口37，其中销钉30从销钉基部表面35延伸。成型蜂窝组件39可以包括蜂窝基部表面33，其中踏面结构40从蜂窝基部表面33向上延伸。通过将成型销钉组件38滑动到成型蜂窝组件39上，可以使成型销钉组件38与成型蜂窝组件39定位在一起，其中蜂窝结构向上延伸穿过成型销钉组件38中的开口。在实例中，成型销钉组件38可以通过压力配合、粘合剂、卡合、铰链以及其他连接器与成型蜂窝组件39配合。销钉结构的圆周可以足够小，以允许组件滑动配合在销钉组件中的相应孔上。
如图7所示，在一个实例中，一旦成型销钉组件38和成型蜂窝组件39彼此接合，就可以将接合的组件纳入第二成型处理中，其中该第二成型处理将结合有泡沫注射处理以包覆成型接合的组件。包覆成型处理可以结合有蜂窝腔，该蜂窝腔将在位置上对应于踏面40，但是具有比初始组件中的踏面40大的腔体。在包覆成型过程中，踏面40将膨胀以填充更大的腔空间，产生了更大踏面结构41，从而有效地将成型销钉组件38捕获在更大踏面结构41内。
与成型蜂窝组件39接合的成型销钉组件38的第二成型组态42具有许多优点，包括外底层16可以被密封使得水不能进入外底层16中的任何孔或开口中。此外，踏面结构41(和更大踏面结构41)可以被完全支撑，而且还具有柔性的移动性以防止过硬。第二成型处理消除了在任何泡沫部件中具有孔的情况，这导致更少的加工问题。代替包括多个销孔的外底层16，第二成型组态42可以在销钉组件38中包括大的蜂窝孔37，从而使加工更容易并且密封性得到改善。可以将标准工具和设备用于第二成型组态，这导致时间和成本效率。此外，蜂窝组件可以完全由泡沫封装，使得在冬季鞋制品中损失较少的热量。
如图8所示，系统可以包括位于内底层20或中底层18的脚弓区域之上和/或之内的脚弓荚状物22。脚弓区域可以是脚的跖骨头(前脚)之后且脚跟之前的区域，并且居中靠近脚的左右中线。脚弓荚状物22可以对脚底的脚弓区域提供细微的多变的刺激。脚弓荚状物22可以是圆形和/或椭圆形的。脚弓荚状物可以是对称或不对称的穹顶型形状，其中脚弓荚状物与使用者的脚弓区域的形状相匹配。
脚弓荚状物22的设计使得当承重脚从最初的地面接触过渡到离开地面时，脚在脚弓区域的承重力使脚弓荚状物动态地变形。动态变形对使用者的脚的脚弓区域产生回弹压缩阻力的多变的强度、表面区域位置和表面区域体积。脚弓荚状物22可以类似于弹簧，以提供细微多变的回弹压缩阻力，其中，脚弓荚状物将容易因最小量的力变平。细微多变的回弹压缩阻力可以对脚底产生细微多变的伤害感受刺激，大脑需要该刺激以实现最佳的肌肉活动。脚弓荚状物22可以由任何合适的弹性可变形材料制成，该材料可以立即回弹到其原始形状，并在多次变形之后继续回弹。在实例中，脚弓荚状物22可以由柔软的可变形弹性热塑性弹性体或橡胶材料制成，这些材料可以是发泡的或者可以不是发泡的。
外底层16、中底层18和内底层20可以由任何合适的材料制成。在实例中，外底层16可以由柔软的、柔性的聚(乙烯-醋酸乙烯酯)(EVA)、聚氨酯、橡胶、泡沫热塑性弹性体(TPE)以及形成用于增强附着摩擦力的柔韧地面接触界面的其他聚合物混合物制成。柔软的可变形外底材料可以与地面贴合，同时随着增加了销钉上负载的负载增加而逐渐地压紧。系统可以包括形成鞋外壁的鞋制品主体。鞋制品主体可以由任何合适的材料制成，包括但不限于织物、防水材料、弹性材料等。
在一个实例中，中底层18可以由柔性热塑性橡胶、热塑性聚氨酯以及提供比外底的材料更致密的材料的其他聚合物混合物制成。当更软的外底层随着增加的负载而压紧和变形时，中底层销钉将地面变化和相关的力直接传递到脚底，从而提供了健康的保护性反射功能所需的细微多变的伤害感受刺激。中底层18的薄的柔性特性允许不受束缚的自然脚部运动以及由于当销钉接触地面时中底材料的附着摩擦力动态而产生的最佳附着摩擦力。
然而，应当理解，中底和外底的确切材料可以根据鞋制品的预期用途(例如，室内、室外、人造草坪、天然草地、小路、跑步、行走、骑行、徒步等)和鞋制品的样式(例如，正装、休闲、运动等)而独立地选择。然而，通常更软的外底和更硬的中底是有利的。
例如，对于正装鞋、休闲鞋、便鞋、跑鞋、球场鞋(例如，篮球鞋、网球鞋等)，外底踏面40和更大踏面结构41(例如，蜂窝单元结构)更小且更紧凑，并且中底销钉可以位于外底踏面之间，直径更小(例如3mm至5mm)，并且销钉的长度可以与外底的底表面齐平或短1mm至2mm。
在实例中，对于冬靴和/或徒步靴，鞋制品系统可以包括当与正装鞋和休闲鞋组态相比时更大且间隔更宽的外底踏面结构40和更大踏面结构41(例如，蜂窝单元结构)。中底销钉30可以位于外底踏面结构40之间(即，在每个蜂窝结构之间)和/或居中于外底踏面结构40中(例如，在蜂窝结构内)。与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比，中底销钉30的直径可以稍大。销钉30和踏面结构40以及更大踏面结构41的直径范围根据鞋的尺寸以及应用要求而成比例地变化。销钉30和踏面结构40以及更大踏面结构41的直径可以由销钉的材料特性决定(即，更硬更有弹性的材料将更适合于更小直径的销钉；并且硬度较低弹性较小但更防滑的材料将更适合于更大直径的销钉)。中底销钉30的长度可以具有如下长度：其中，销钉与外底的底表面齐平或者延伸超过内底表面的底表面1mm至2mm。
在实例中，诸如对于用于打高尔夫球的预期鞋制品，外底踏面可以具有与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比类似的尺寸和间隔。中底销钉30可以位于外底踏面结构40之间或居中于外底踏面结构40中，可以具有与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比时相似的直径，并且销钉的长度可以延伸超过外底的底表面5mm至10mm之间(包括端点值)。
在实例中，当预期鞋制品用于人造草坪上时，外底踏面可以具有与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比时类似的尺寸和间隔或更大的尺寸和间隔。中底销钉30可以位于外底踏面的中心，可以具有与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比时更大的直径，并且销钉30的长度可以延伸超过外底的底表面，其中销钉30的长度可以在3mm至12mm之间(包括端点值)。
在实例中，诸如当预期鞋制品用于天然草坪上时，外底踏面可以具有与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比时更大的尺寸和间隔。中底销钉30可以位于外底踏面的中心，可以具有与正装鞋制品和休闲鞋制品组态相比时更大的直径，并且销钉30的长度可以延伸超过外底的底表面5mm至15mm之间(包括端点值)。
关于传统球场鞋制品(即，网球鞋、篮球鞋等)，由于所使用的中底/外底设计和材料的非常硬的性质，因此这些特性不仅减弱了健康的保护性反射功能所需的伤害感受刺激，而且当运动员进行斜切动作(diagonal,cutting movement)时，只有外底的内侧边缘与硬球场地面接触。这种有限的地面接触区域与硬的鞋中底/外底的组合会在外部产生脚的枢转点，该枢转点会产生高扭转力(和加速度)以及导致膝盖和踝部受伤的相关的伤害性应力。此外，对于每一步，具有这些特征的传统球场鞋制品的穿用者都将体验到增加的受伤倾向和受损的运动表现能力。
当与传统球场鞋制品(即，网球鞋、篮球鞋等)相比时，包括具有长度和直径合适的销钉30的柔性中底层18和外底层16的本发明的鞋制品技术系统10产生了健康的伤害感受刺激，产生了显著更大的与地面的鞋接触印迹，提供了更大的附着摩擦力，并且显著地减少或消除了导致膝盖和踝部受伤的伤害性扭转应力。结合有本发明的系统10的球场鞋制品的额外益处是，对于每一步，穿用者将体验到改善的下肢和背部功能(力量和灵活性)、增强的运动表现能力和降低的受伤风险。
类似地，关于传统人造草坪和天然草地鞋制品，由于适应防滑钉(cleat)所需的中底/外底的非常硬的性质和有限数量的防滑钉，因此当运动员进行斜切动作时，这样的设计允许仅一个或两个大的防滑钉戳到地面中。这些特性不仅减弱了健康的保护性反射功能所需的伤害感受刺激，有限防滑钉接触与中底/外底硬度的组合还产生了枢转点，该枢转点造成了高扭转力(和加速度)，这会产生导致膝盖和踝部受伤的相关的伤害性应力。此外，对于每一步，具有这些特征的传统人造草坪和天然草地鞋制品的穿用者将体验到增加的受伤倾向和受损的运动表现能力。
当与传统天然草地和人造草坪鞋制品相比时，由具有更多数量的防滑钉/销钉的柔性中底层18和外底层16构成的本发明的系统10产生了健康的伤害感受刺激，产生了显著更大的与地面的鞋接触印迹，提供了更大的附着摩擦力，并且显著地减少或消除了导致膝盖和踝部受伤的伤害性扭转应力。结合有本发明的系统10的天然草地和人造草坪鞋制品的额外益处是，对于每一步，穿用者将体验到改善的下肢和背部功能(力量和灵活性)、增强的运动表现能力和降低的受伤风险。
如图8所示，系统10可以包括与脚的最佳自然运动相协调地运动的动态帮面脚部保持系统14。在实例中，动态帮面脚部保持系统14包括顶部部件70和后部部件60。
动态帮面脚部保持系统14将鞋带区域连接至鞋底系统12，其中顶部部件70可以在脚跟72的后部的下侧处固定到鞋底系统12，并且其中后部部件60可以在鞋底系统12的脚中部区域74处连接至鞋底系统12。这样，顶部部件70产生了浮动的鞋带区域76，其中当鞋带被拉紧时，力指向脚跟，从而将脚紧固到鞋上，而不会向下压迫脚弓或限制脚弓的抬高。顶部部件70的材料可以是合成纤维、成型或冲切塑料、硬的非拉伸纺织品、硬皮革、可以热成型到鞋帮面材料上的塑料贴花、或其组合。
脚部保持系统14的后部部件60可以将脚部的后上脚跟区域连接至鞋底系统12，其中脚部保持系统的后部部件60可以由柔性但非弹性的材料(例如，合成纤维、成型塑料、冲切塑料或其组合等)构成。后部部件60可以在脚中部区域74的下侧处固定到鞋底系统12。结果，后部部件60对通过拉紧鞋带而产生的作用在脚上的力提供了浮动的阻力。在实例中，后部部件60可以是将鞋底系统12的右侧连接至鞋底系统12的左侧的单个带子，其中后部部件60围绕使用者的脚跟区域包裹，例如围绕鞋制品的后上脚跟区域包裹。
脚部保持系统14的顶部部件70和后部部件60在将鞋动态地紧固到使用者的脚部上的同时彼此独立地移动。结果，鞋带的拉紧不会压缩使用者的脚弓。
顶部部件70可以包括或连接至鞋带壳体76，以接收用于将鞋制品主体紧固到使用者的脚部上的鞋带。鞋带区域可以包括两个侧面，其中鞋带与每个侧面接合。顶部部件70可以包括右外侧带子91，该右外侧带子91将鞋带区域76的右外侧侧面大致在使用者的脚跟区域的前部处连接至鞋底主体12的右外侧侧面。右外侧带子91可以包括一条或多条带子，例如，第一右外侧带子92可以连接至鞋带区域的右外侧侧面的第一端，并且第二右外侧带子93可以连接至鞋带区域76的右外侧侧面的第二端。顶部部件14的左内侧带子95可以将鞋带区域76的左侧面在使用者的内脚弓区域的前部区域处连接至鞋底系统12。左内侧带子95可以包括一条或多条带子，例如，第一左内侧带子95可以连接至鞋带区域76的左内侧侧面的第一端，并且第二左内侧带子96可以连接至鞋带区域76的左内侧侧面的第二端。右外侧带子91和左内侧带子95可以连接至鞋底系统12，其中，带子可以被固定在多个层内(例如，在内底层20与中底层18之间，或者在中底层18与外底层16之间)。
图9示出了可用于多层鞋底系统12的销钉30的透视图。销钉30可以是从基部50延伸的圆柱形延伸部，该基部50垂直于圆柱形部分。基部50可以是任何合适的形状。基部50可以包括正方形形状，该正方形形状包括从圆柱形部分的附接点辐射的多个凹口52。
销钉30的形状可以是这样的，即根据它们的材料特性，在体重负载期间最低程度地变形，并且提供防滑特性或附着摩擦力增强特性，这对于特定应用可能是需要的。当结合到鞋中时，软外底与较硬的销钉/基部中底的组合反映了具有由软组织包起来的刚性骨架的人脚的自然结构组成。自然组成允许脚部的软组织适应自然地形，使得软组织变形以产生与地面的较大接触印迹，同时骨骼保持总体结构完整性。
由硬外底、软缓冲外底或具有硬外底的缓冲中底或缓冲内底构成的传统鞋制品，将脚底与地形上的细微差别隔离开(即，大脑不能得到最佳下肢、臀部和背部保护性反射肌肉功能所需的伤害感受感官信息)。另外，由硬鞋帮、限制性鞋帮、硬的非柔性外底和中底构成的传统鞋制品抑制或限制了脚部的最佳自然动态运动(即，脚趾和脚弓的保护性反射激活的动态抬高)。由一个或多个上述特征构成的传统鞋制品导致非健康适应不良的神经肌肉骨骼机制，这导致绝大多数与脚部有关的问题和疼痛。对于每一步，具有这些特征的传统鞋制品的穿用者将体验到增加的受伤倾向和受损的运动性能能力。
与传统鞋制品相比，本发明的系统10模仿赤脚脚底在与自然地形接触时所接收的多变的伤害感受感官体验(完全刺激)，从而为大脑提供最佳健康保护性反射下肢、臀部和背部肌肉激活所需的感官信息。另外，本发明的系统10模仿不受阻碍的赤脚的、健康的、动态的、保护性的反射激活的脚部运动(促进完全运动)。另外，对于每一步，结合有本发明的系统10的鞋制品的穿用者将体验到改善的下肢和背部功能(力量和灵活性)、改善的运动表现能力和降低的受伤风险。
当结合到鞋中时，本发明系统10的多层鞋底插入物12的软外底与较硬销钉/中底的组合：允许外底响应于和相对于脚部的特定和变化的负载区域而多变地压紧，从而增加中底销钉在这些变化的位置处对脚底的刺激；允许多层鞋底12随着鞋底适应于地形而容易地在所有方向上弯曲，并且允许软的外底16变形以提供与地面的较大接触，同时中底销钉18将地形变化传递到脚底，本质上模仿地面反应赤脚体验。
当结合到鞋中时，本发明系统10的帮面脚部保持系统14允许不受阻碍的保护性反射激活的动态脚部运动。
应当注意，对本文所述实施例的各种改变和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。可以在不背离本发明的精神和范围并且不减少其伴随的优点的情况下进行这样的改变和修改。例如，可以基于来自本文提供的主题的特征和功能的各种组合来提供系统和方法的各种实施例。